(57)【要約】【課題】  本発明は、露光時以外の任意のタイミングで照度むらの測定を可能にすることである。【解決手段】  本発明は、原版上のパターンを基板上に投影する投影光学系と、光源からの光を所望の照度分布の光束に変換し原版を照明する照明光学系と、原版と基板とを前記投影光学系に対し同期させて一次元移動させる走査手段とを有し、原版面上のパターンを走査露光方式で基板に露光する走査型投影露光装置において、前記光束の照度を測定するための照度計測系と、該照度計測系の少なくとも一部を前記光束内で移動させる移動手段を前記照明光学系または前記投影光学系内に有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版上のパターンを基板上に投影する投影光学系と、光源からの光を所望の照度分布の光束に変換し原版を照明する照明光学系と、原版と基板とを前記投影光学系に対し同期させて一次元移動させる走査手段とを有し、原版面上のパターンを走査露光方式で基板に露光する走査型投影露光装置において、前記光束の照度を測定するための照度計測系と、該照度計測系の少なくとも一部を前記光束内で移動させる移動手段を前記照明光学系または前記投影光学系内に有することを特徴とする走査型投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子、液晶表示素子または薄膜磁気ヘッド等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用される走査型投影露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子や液晶表示素子および薄膜磁気ヘッドを製造する際に、リソグラフィ技術を利用して、マスクあるいはレチクルと呼ばれる原版（以下、原版と呼ぶ）に形成されたパターンを、レジストと呼ばれる感光材をシリコンウエハやガラス基板の表面に塗布した基板（以下、基板と呼ぶ）上に投影露光する投影露光装置が使用されている。
【０００３】
従来、投影露光装置には原版と基板を密着または近接させて一括露光を行うプロキシミティ露光方式や、円孤状の照明光で原版を照明し、反射光学系を介して基板を走査露光するミラープロジェクション露光方式や、基板上の各露光領域を投影光学系の露光領域に順次移動させながら原版の縮小露光像を一括露光するというステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型露光装置（所謂、ステッパ）が使用されてきた。
【０００４】
一括露光方式であるステップ・アンド・リピート方式の露光装置では、投影光学系がレンズによって構成されている場合、有効な結像領域は円形状となるが、半導体集積回路は一般的に矩形であるため、使用される原版も当然のごとく矩形形状をなしており、一括露光の場合の転写領域を最大限に確保しようとすれば、投影光学系の有する円形の結像領域に内接する矩形の領域となり、最も大きな転写領域でも円の直径の１／√２の辺の正方形である。
【０００５】
これに対して、投影光学系の有する円形状の結像領域のほぼ直径の寸法を有する矩形形状の露光領域を用いて、原版と基板とを同期させながら走査移動させることによって、転写領域を拡大させる走査露光方式である所謂スリットスキャン露光方式またはステップ・アンド・スキャン方式（以下、代表してスリットスキャン方式と呼ぶ）が提案されている。
【０００６】
スリットスキャン方式の投影露光装置については、例えばＯｐｌｕｓＥの１９９３年２月号の９６〜９９頁に詳しく紹介されているが、該露光装置は矩形の露光領域を有し、各ショットに対し該スリットをスキャン（走査）して走査露光が行われ、１つのショットの走査露光が終了すると基板は次のショットにステップし、次のショットの走査露光が同様に繰り返され、次のショットヘのステップと露光のためのスキャンとを繰り返すことによって、ウエハ全体の露光が完了するという露光工程を有している。
【０００７】
このようなスリットスキャン方式では、同一の大きさの結像領域を有する投影光学系を用いた場合、投影レンズを用いて転写領域毎に一括露光を行うステップ・アンド・リピート方式に比べてより大きな転写領域を確保することができる。すなわち、走査方向に対しては光学系による制限がなくなるので走査ステージのストローク分だけ確保することができ、走査方向に対して直角な方向には概ね√２倍の転写領域を確保することができる。
【０００８】
半導体集積回路を製造するための露光装置は、高い集積度のチップの製造に対応するために、転写領域の拡大と解像力の向上が望まれており、より小さい投影光学系を採用できることは、光学性能上からも、コスト的にも有利であり、スリットスキャン方式の露光方法は、今後の露光装置の主流として注目されている。
このようなスリットスキャン方式ではスキャン方向のスリット幅を積分した露光量がスキャン方向に対して直交する方向で均一であることが求められる。
【０００９】
このために、スリット幅を形成するスリットとよばれる部材にはスキャン方向にスリット幅を調整出来る機能を持たせてある。
【００１０】
また、このスリットの幅方向の積算露光量を測定するために、図３に示すように、照度むら測定器が前記基板を保持するステージ上に配置されていて、照度むらを測定する場合はステージをスキャン方向に対して直交する方向に駆動させて照度むらを測定し、その結果に基づき露光量が均一になるようにスリットの幅を調整するよう構成されている。
【特許文献１】特開平５−４７６３８号公報
【特許文献２】特開平７−１４２３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このような従来の方式では、照度むら測定器は基板が搭載される基板ステージ上に配置されていたために、照度むらを測定する場合は装置の露光処理を中断しなければならなかった。これは装置の処理効率を低下させるため、実際的には１日１回もしくは、異常が発生した場合に測定が行われていた。また、このように測定間隔が空いているためにその間に異常が発生した場合でも発見が遅れて、その間に大量の不良を発生するという問題があった。
【００１２】
本発明に係る第１の発明の目的は、上記問題点に鑑み、露光時以外の任意のタイミングで露光むらの測定を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、原版上のパターンを基板上に投影する投影光学系と、光源からの光を所望の照度分布の光束に変換し原版を照明する照明光学系と、原版と基板とを前記投影光学系に対し同期させて一次元移動させる走査手段とを有し、原版面上のパターンを走査露光方式で基板に露光する走査型投影露光装置において、前記光束の照度を測定するための照度計測系と、該照度計測系の少なくとも一部を前記光束内で移動させる移動手段を前記照明光学系または前記投影光学系内に有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば基板ステージの状態の如何に関わらず、露光時以外の任意のタイミングにおいて照度むら測定が出来、装置の稼働効率を低下させることなく照度むらの調整が可能となる。またこのことにより、照度むらによる露光不良基板の発生を防止することが出来る効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１の実施例）
図１は本発明の特徴を最もよく表す図である。ランプ１で発生した光を楕円ミラー２は反射集光し、楕円ミラー２で反射集光された光を反射ミラー３で９０°折り曲げ、光学系４により均一で矩形形状に整形する。反射ミラー５は光を原版方向に折り曲げ、矩形に整形された光を円弧状で且つスキャン方向に略一定の幅にスリット６で切り出し、スリット６の開口幅を調整機構７が調整する。光学系８は切り出された光を所定の倍率で原版９を照明する。投影光学系１０はスリット状に照明された原版９のパターンを基板１１上に投影する。基板ステージ１２は基板を保持移動させる。
【００１６】
原版９には微細な回路パターンが描画されており、このパターンは原版９と基板１１をスキャン機構（不図示）で同期走査することにより投影光学系１０を介して基板上に転写される。
【００１７】
ミラー１５は、測定時以外は移動機構（不図示）により露光光を遮光しないような位置に退避している。照度むら測定を行う場合には前記移動機構を駆動して、ミラー１５を露光光束中に移動させ、露光光を照度計１６に導く。ミラー１５はアーム１７と駆動モーター１８によって露光光束断面内を移動する。また、照度計１６は基板１１の焦点面と等価な位置に配置されているので実効的に基板上に照射される露光光の照度むらを測定することが出来る。この照度計１４によって測定された照度むらの情報を演算器と駆動指令回路を通して調整機構７に指令を与えることにより自動的に照度むらを調整することが可能である。
【００１８】
このように構成されているので、照度むら測定は基板ステージ１２の状態の如何に係らず露光工程以外での任意の時期での照度むら測定及び調整が可能となり、万一照度むらの異常が発生した場合でもその補正が基板の処理効率を低下させずに直ちにおこなえ、基板の不良の発生を押えることが出来るようになった。
【００１９】
また、本発明において従来例に構成されていた、ステージ上に埋設された照度むら測定器１３はメンテナンス時の校正用として残存してもよい。
【００２０】
（第２の実施例）
図２は本発明に係る第２の実施例を示す図である。照明光学系２０は、原版９上に円弧状で均一な光量の露光光を照明する。照度計２６は、照明光学系２０内のスリットの直下に配置される。モーター１８Ａはアーム２７を駆動して、前記照度むら測定器２６を円弧状に移動させる。
【００２１】
上記構成において、照度むら測定器２６は普段は円弧状スリットの開口以外の位置に退避しているので、露光の妨げにならない。照度むらを測定する場合は、アーム２７につながった駆動モーター１８Ａにより照度むら測定器２６はスリット６の有効範囲内に導かれ、かつ露光光の下を円弧状に走査し、照度むらを測定する。測定された照度むらの情報を演算器と駆動指令回路を通して調整機構７に指令を与えることにより自動的に照度むらを調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施例を示す図。
【図２】第２の実施例を示す図。
【図３】従来技術を説明する図。
【符号の説明】
【００２３】
１  ランプ
２  楕円ミラー
３  折り曲げミラー
４  整形光学系
５  反射ミラー
６  スリット
７  スリット幅調整機構
８  投射光学系
９  原版
１０  投影光学系
１１  基板
１２  基板ステージ
１３，１６，２６  照度計
１４  照度計
１５  反射ミラー
１７，２７  アーム
１８，１８Ａ  駆動モーター
２０  照明光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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